谐振器
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f0 4.8x10
为方便计算，设计微带线的中心导电带宽w=1mm，基片高h=1mm，所以w/h=1 因本次设计谐振器尺寸长为4mm，所以本次作大致计算时先取中心导电带长度 为 1 0
4mm（实际小于4mm）。由
4
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re
又
得Baidu Nhomakorabea
r
-1 2 2 r 1 r - 1 12h w 15.2588 1 0.04 1- 2 2 w h
4.8GHz片式谐振器设计
组员：石先玉 曹淼 唐川
一、微波谐振器
在微波以下的频段，采用集中参数的电感L和电容c来构造 谐振回路。但当频率升高至微波频段后，由于欧姆损耗、 介质损耗和辐射损耗大大增加，从而明显降低谐振回路的 Q值。另一方面，由于L、C太小也使工艺结构上难以实现。 因此，在微波技术中常采用的是如图所示的一些谐振腔 (器)：
Z0
l
0
4 re
3.11
（mm）
其中，1为中心导电带的长度。 中心导电带要求金属导体的电导率高，金属电阻的温度系 数低等特点。银在室温下为固体，导电性能优越，化学稳 定性好，易于成膜，故选择银作为中心导电带材料。银的 导电率为6.17x107s/m。
三、sonnet软件仿真
五、总结
微波电路及其系统中对器件高可靠性和小型化有很高的要 求，本次设计使用了四分之一波长一端短路一端开路的微 带线设计尺寸4x3x1（mm）的谐振器，并获得成功，有效 减小了器件体积。并采用柠檬酸凝胶法制备BaTi409微波 介质陶瓷及真空镀膜中心导电带。设计中，理论计算数值 与sonnet软件仿真有微小出入，这是计算中取了近似值以 及理论与实际本身存在误差的原因。
，得
=15.2588
=23.3247
r
所以，要求 >23.3247 r BaTi4O9 经上述分析和相关资料查询，我们本次设计最终选取具有中等介电常数、低的介 tan 电损耗的 微波介质陶瓷作为基片。其中相对介电常数 =39，损耗值 = 1x10-4
由前面的计算和分析：w/h=1，Er=39。所以：
仿真曲线
·仿真Q值分析：
Q
f0 4.8 300 f2 - f1 4.81 - 4.794
由仿真结果，我们的中心 频率=4.8GHz，品质因数 =300>100，符合设计要求
四、制备工艺
1、采用柠檬酸凝胶法制备BaTi409微波介质陶瓷
a、试剂选择，钛酸丁酯[Ti(OC4H9)4，纯度98％]、乙酸钡[Ba(CH3COO)2，纯度 99％]、柠檬酸(C6H807)、乙酸(CH3COOH)、乙醇(CH3CH20H)为起始材料。
（a）波导型腔
（b）同轴型腔
（c）微带谐振器
（d）介质谐振器
●微带线谐振器简介
二、参数计算及选材
本次设计采用1/4波长一端短路另一端开路的微带线设计，设计的参数要求如下： 中心频率=4.8GHz、尺寸4x3x1（mm）、品质因数Q100、阻抗=50
1、近似长度计算 c 3.0x108 62.5 自由空间的波长：0 （mm） 9
a、打开软件设置相关参数，单位、 尺寸等。 b、用toolbox作出中心导带以及两旁 电容（和中心导电带形成与外电路的 耦合电容，此时不要求大小，后面调 节） c、设置基片厚度，相对介电常数， 损耗，以及扫描方式和扫描范围。 d、按照中心频率所在的位置调节中心导电带长度，反复调试，直到中心频率在 4.8GHz 为止，再调节两旁端口与中心导电带形成的的电容大小，反复调试，使 DB[S12]和DB[S21]越尖锐越好。得到最终的设计尺寸如上图所示。
2、真空镀膜中心导电带
我们采用真空蒸发的方法在BaTi409陶瓷基片上镀Ag膜。通过在真空系统中加热 蒸发某种物质使其沉积在固体表面，称为真空蒸发镀膜。具体操作如下： a、以电阻作为加热源，用难熔金属如钨、钽制成舟箔或丝状,通以电流,加热在 它上方的或置于坩埚中的蒸发物（示意图如下）
b 、将银置于坩埚内或挂在热丝上作为蒸发源，然后将BaTi409 陶瓷基片置于坩 埚前方，待系统抽至高真空后，加热坩埚使其中的银蒸发，蒸发的银原子以冷 凝方式沉积在基片表面，掌握蒸发速率和时间，将薄膜厚度控制在 0.01mm以下。
b、钛酸丁酯溶于乙醇，符合化学式配比 (nTi：nBa=4 ：1) 的乙酸钡在加热搅拌 的条件下溶于乙酸。
c 、冷却后，把以上 2 种溶液混合，并加入柠檬酸的乙醇溶液。柠檬酸与总的金 属离子的摩尔比为l：l。混合溶液的pH值控制在2左右。在搅拌混合的过程中， 混合溶液逐渐转变为凝胶。 d、凝胶在80℃干燥，在500～750℃热处理3h，然后把750℃处理的粉体于900— 1200℃煅烧2h。在1200℃处理的粉体经过球磨、干燥，添加W(PVA)=5％的PVA造 粒，在100MPa的压力下压成尺寸4x3x1（mm）的厚片，在1150—1300℃烧结4h成 为陶瓷基片。
re r 1
-1 2 2 12h w 1 0.04 1 - h 25.2697 2 2 w 8h 60 w ln 25.1871 （） 4h re w
r - 1
为方便计算，设计微带线的中心导电带宽w=1mm，基片高h=1mm，所以w/h=1 因本次设计谐振器尺寸长为4mm，所以本次作大致计算时先取中心导电带长度 为 1 0
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4.8GHz片式谐振器设计
组员：石先玉 曹淼 唐川
一、微波谐振器
在微波以下的频段，采用集中参数的电感L和电容c来构造 谐振回路。但当频率升高至微波频段后，由于欧姆损耗、 介质损耗和辐射损耗大大增加，从而明显降低谐振回路的 Q值。另一方面，由于L、C太小也使工艺结构上难以实现。 因此，在微波技术中常采用的是如图所示的一些谐振腔 (器)：
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其中，1为中心导电带的长度。 中心导电带要求金属导体的电导率高，金属电阻的温度系 数低等特点。银在室温下为固体，导电性能优越，化学稳 定性好，易于成膜，故选择银作为中心导电带材料。银的 导电率为6.17x107s/m。
三、sonnet软件仿真
五、总结
微波电路及其系统中对器件高可靠性和小型化有很高的要 求，本次设计使用了四分之一波长一端短路一端开路的微 带线设计尺寸4x3x1（mm）的谐振器，并获得成功，有效 减小了器件体积。并采用柠檬酸凝胶法制备BaTi409微波 介质陶瓷及真空镀膜中心导电带。设计中，理论计算数值 与sonnet软件仿真有微小出入，这是计算中取了近似值以 及理论与实际本身存在误差的原因。
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=23.3247
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所以，要求 >23.3247 r BaTi4O9 经上述分析和相关资料查询，我们本次设计最终选取具有中等介电常数、低的介 tan 电损耗的 微波介质陶瓷作为基片。其中相对介电常数 =39，损耗值 = 1x10-4
由前面的计算和分析：w/h=1，Er=39。所以：
仿真曲线
·仿真Q值分析：
Q
f0 4.8 300 f2 - f1 4.81 - 4.794
由仿真结果，我们的中心 频率=4.8GHz，品质因数 =300>100，符合设计要求
四、制备工艺
1、采用柠檬酸凝胶法制备BaTi409微波介质陶瓷
a、试剂选择，钛酸丁酯[Ti(OC4H9)4，纯度98％]、乙酸钡[Ba(CH3COO)2，纯度 99％]、柠檬酸(C6H807)、乙酸(CH3COOH)、乙醇(CH3CH20H)为起始材料。
（a）波导型腔
（b）同轴型腔
（c）微带谐振器
（d）介质谐振器
●微带线谐振器简介
二、参数计算及选材
本次设计采用1/4波长一端短路另一端开路的微带线设计，设计的参数要求如下： 中心频率=4.8GHz、尺寸4x3x1（mm）、品质因数Q100、阻抗=50
1、近似长度计算 c 3.0x108 62.5 自由空间的波长：0 （mm） 9
a、打开软件设置相关参数，单位、 尺寸等。 b、用toolbox作出中心导带以及两旁 电容（和中心导电带形成与外电路的 耦合电容，此时不要求大小，后面调 节） c、设置基片厚度，相对介电常数， 损耗，以及扫描方式和扫描范围。 d、按照中心频率所在的位置调节中心导电带长度，反复调试，直到中心频率在 4.8GHz 为止，再调节两旁端口与中心导电带形成的的电容大小，反复调试，使 DB[S12]和DB[S21]越尖锐越好。得到最终的设计尺寸如上图所示。
2、真空镀膜中心导电带
我们采用真空蒸发的方法在BaTi409陶瓷基片上镀Ag膜。通过在真空系统中加热 蒸发某种物质使其沉积在固体表面，称为真空蒸发镀膜。具体操作如下： a、以电阻作为加热源，用难熔金属如钨、钽制成舟箔或丝状,通以电流,加热在 它上方的或置于坩埚中的蒸发物（示意图如下）
b 、将银置于坩埚内或挂在热丝上作为蒸发源，然后将BaTi409 陶瓷基片置于坩 埚前方，待系统抽至高真空后，加热坩埚使其中的银蒸发，蒸发的银原子以冷 凝方式沉积在基片表面，掌握蒸发速率和时间，将薄膜厚度控制在 0.01mm以下。
b、钛酸丁酯溶于乙醇，符合化学式配比 (nTi：nBa=4 ：1) 的乙酸钡在加热搅拌 的条件下溶于乙酸。
c 、冷却后，把以上 2 种溶液混合，并加入柠檬酸的乙醇溶液。柠檬酸与总的金 属离子的摩尔比为l：l。混合溶液的pH值控制在2左右。在搅拌混合的过程中， 混合溶液逐渐转变为凝胶。 d、凝胶在80℃干燥，在500～750℃热处理3h，然后把750℃处理的粉体于900— 1200℃煅烧2h。在1200℃处理的粉体经过球磨、干燥，添加W(PVA)=5％的PVA造 粒，在100MPa的压力下压成尺寸4x3x1（mm）的厚片，在1150—1300℃烧结4h成 为陶瓷基片。
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-1 2 2 12h w 1 0.04 1 - h 25.2697 2 2 w 8h 60 w ln 25.1871 （） 4h re w
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